JP5237694B2 - Voltage measurement system for power storage devices - Google Patents

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Description

この発明は、蓄電要素を単位セルとして複数の単位セルから構成される蓄電装置の電圧測定システムに関する。   The present invention relates to a voltage measurement system for a power storage device that includes a plurality of unit cells using a power storage element as a unit cell.

近年、各種の蓄電装置として、急速充電が可能かつ充放電サイクル寿命が長い、電気二重層キャパシタの適用技術が注目される（特許文献１）。   2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to an application technique of an electric double layer capacitor that can be rapidly charged and has a long charge / discharge cycle life as various power storage devices (Patent Document 1).

図４は、車両の駆動系にエンジンおよび回転電機（モータジェネレータ）を備えるハイブリッドシステムにおいて、回転電機の電源として車両に搭載される蓄電装置１０の概略構成を表すものである。   FIG. 4 shows a schematic configuration of a power storage device 10 mounted on a vehicle as a power source of the rotating electrical machine in a hybrid system including an engine and a rotating electrical machine (motor generator) in a vehicle drive system.

蓄電装置１０は、回転電機にインバータを介して接続される。１１はECU（電子制御装置）であり、例えば、蓄電装置１０の蓄電量をパラメータにエンジンの駆動トルクと回転電機の駆動トルクとの分担率を設定する制御マップが格納され、制御マップから蓄電装置１０の蓄電量に応じた各分担率を求め、この分担率およびアクセル操作量（要求駆動トルク）に基づいて、エンジンの出力び回転電機の出力を制御する。   Power storage device 10 is connected to a rotating electrical machine via an inverter. Reference numeral 11 denotes an ECU (Electronic Control Unit), for example, which stores a control map for setting a share ratio between the engine driving torque and the rotating electric machine driving torque with the amount of power stored in the power storage device 10 as a parameter. Each sharing rate corresponding to 10 stored electricity amounts is obtained, and the engine output and the output of the rotating electrical machine are controlled based on the sharing rate and the accelerator operation amount (required drive torque).

蓄電装置１０の蓄電量が所定値を超える場合、回転電機の分担率＝１（エンジンの分担率＝０）となり、アクセル操作量に相当する要求駆動トルクが回転電機から得られるように回転電機のインバータを制御する。蓄電装置１０の蓄電量が所定値以下の場合、回転電機の分担率＜１（エンジンの分担率＞０）となり、蓄電装置１０の蓄電量の低下に連れて回転電機の分担駆動トルクが小さくなり、それに応じてエンジンの分担駆動トルクが大きくなるようにエンジンの燃料供給装置および回転電機のインバータを制御する。蓄電装置１０の蓄電量の低下により、エンジンの分担率＝１（回転電機の分担率＝０）になると、アクセル操作量に相当する要求駆動トルクがエンジンから得られるようにエンジンの燃料供給装置を制御する。   When the amount of electricity stored in the power storage device 10 exceeds a predetermined value, the rotating electrical machine sharing ratio = 1 (engine sharing ratio = 0), so that the required driving torque corresponding to the accelerator operation amount is obtained from the rotating electrical machine. Control the inverter. When the amount of electricity stored in power storage device 10 is equal to or less than a predetermined value, the share of rotating electrical machine <1 (engine share> 0), and the drive torque shared by the rotating electrical machine decreases as the amount of electricity stored in power storage device 10 decreases. Then, the engine fuel supply device and the inverter of the rotating electrical machine are controlled so that the shared driving torque of the engine increases accordingly. When the engine share rate = 1 (rotation electrical machine share rate = 0) due to a decrease in the amount of electricity stored in the electricity storage device 10, the engine fuel supply device is adjusted so that the required drive torque corresponding to the accelerator operation amount is obtained from the engine. Control.

ECU１１は、ブレーキ操作量（要求制動トルク）に基づいて、蓄電装置１０への充電が許容される限り、要求制動トルクに相当する回生制動トルクが回転電機から得られるように回転電機のインバータを制御する一方、回転電機の回生制動トルクで要求制動トルクを賄い切れない場合、不足分の制動トルクが得られるように車輪のメカニカル制動トルクを制御するようになっている。   Based on the brake operation amount (required braking torque), the ECU 11 controls the inverter of the rotating electrical machine so that the regenerative braking torque corresponding to the required braking torque can be obtained from the rotating electrical machine as long as charging of the power storage device 10 is allowed. On the other hand, if the regenerative braking torque of the rotating electrical machine cannot provide the required braking torque, the mechanical braking torque of the wheel is controlled so that the insufficient braking torque can be obtained.

蓄電装置１０は、複数の電気二重層キャパシタC11〜Cmn（以下、キャパシタセルと称する）から構成される。複数のキャパシタセルC11〜Cmnは、複数組に分割され、各組毎に所定容量のキャパシタモジュール１〜Ｆを構成する。ECU１１と各キャパシタモジュール１〜Ｆとの間にネットワーク（LAN）が構築され、各キャパシタモジュール１〜ＦからキャパシタセルC11〜Cmnの電圧や温度などの検出情報がネットワーク上へパケットの形で送信される。   The power storage device 10 includes a plurality of electric double layer capacitors C11 to Cmn (hereinafter referred to as capacitor cells). The plurality of capacitor cells C11 to Cmn are divided into a plurality of sets, and each set constitutes a capacitor module 1 to F having a predetermined capacity. A network (LAN) is constructed between the ECU 11 and each of the capacitor modules 1 to F, and detection information such as voltages and temperatures of the capacitor cells C11 to Cmn is transmitted from the capacitor modules 1 to F to the network in the form of packets. The

ECU１１においては、各キャパシタモジュール１〜Ｆから送信される検出情報に基づいて、蓄電装置１０のキャパシタ状態に異常があるかどうかの判定が行われ、異常が判定されると、蓄電装置１０の放電（回転電機の分担駆動トルク）または充電（回転電機の回生制動トルク）を制限するようになっている。   In the ECU 11, it is determined whether or not the capacitor state of the power storage device 10 is abnormal based on the detection information transmitted from each of the capacitor modules 1 to F, and when the abnormality is determined, the discharge of the power storage device 10 is performed. (Sharing drive torque of the rotating electrical machine) or charging (regenerative braking torque of the rotating electrical machine) is limited.

図５において、１５はECU１１の制御ロジックであり、蓄電装置１０の蓄電量，アクセル操作量またはブレーキ操作量，蓄電装置１０のキャパシタ状態（キャパシタセルの電圧や温度など）に基づいて、回転電機の分担駆動トルクおよびエンジンの分担駆動トルク、または、回転電機の回生制動トルクおよび車輪のメカニカル制動トルク、を既述のように制御する。１７はアクチュエータであり、回転電機のインバータ，エンジンの燃料供給装置，車輪のメカニカルブレーキを含むものである。   In FIG. 5, reference numeral 15 denotes a control logic of the ECU 11, which is based on the amount of power stored in the power storage device 10, the amount of accelerator operation or the amount of brake operation, and the capacitor state of the power storage device 10 (such as the voltage and temperature of the capacitor cell). The shared drive torque and the engine shared drive torque, or the regenerative braking torque of the rotating electrical machine and the mechanical braking torque of the wheels are controlled as described above. Reference numeral 17 denotes an actuator which includes an inverter for a rotating electrical machine, a fuel supply device for an engine, and a mechanical brake for a wheel.

蓄電装置１０の蓄電量については、蓄電装置１０のキャパシタ状態が異常かどうかを判定したりするのに各キャパシタセルの電圧が検出されるので、実プラント１６（ハイブリッドシステム）において、直列接続のキャパシタセルC11〜C1n，C31〜C3n，…C(m-1)1〜C(m-1)nの電圧が積算され、この積算値（デジタル測定値）が蓄電装置１０の総電圧（蓄電装置１０の蓄電量に相応する）として制御ロジック１５へ与えられる。図６は、蓄電装置１０の総電圧に関するタイムチャートであり、総電圧の実際値Vrealと、サンプリング周期ごとに得られる積算値Vdigと、の関係を例示する。図６において、ｔ軸（時間軸）の「i＋1」〜「i＋3」は、サンプリング周期を表すものである。積算値Vdigは、実際値Vrealに対し、離散的な電圧値となる。
特開２００３−２８４２０５ Since the voltage of each capacitor cell is detected for determining whether or not the capacitor state of the power storage device 10 is abnormal, the capacitors connected in series in the actual plant 16 (hybrid system). The voltages of the cells C11 to C1n, C31 to C3n,... C (m-1) 1 to C (m-1) n are integrated, and this integrated value (digital measurement value) is the total voltage of the power storage device 10 (power storage device 10 The control logic 15). FIG. 6 is a time chart relating to the total voltage of the power storage device 10, and illustrates the relationship between the actual value Vreal of the total voltage and the integrated value Vdig obtained for each sampling period. In FIG. 6, “i + 1” to “i + 3” on the t-axis (time axis) represent sampling periods. The integrated value Vdig is a discrete voltage value with respect to the actual value Vreal.
JP 2003-284205 A

このような従来例においては、制御ロジック１５の実行周期がキャパシタモジュール１〜Ｆのパケット送信周期に制約される。この制約は、パケットの送信周期を早めれば、改善されるが、そうすると、ネットワークのトラフィックを圧迫しかねない。また、キャパシタモジュール数や情報量が増えれば、パケット送信周期を遅らせることが必要となり、そうすると、制御ロジック１５の実行周期が遅れ、アクチュエータ１７を応答よく制御しえない、という不具合が考えられる。   In such a conventional example, the execution cycle of the control logic 15 is restricted by the packet transmission cycle of the capacitor modules 1 to F. This limitation can be improved by increasing the packet transmission period, but doing so can strain network traffic. Further, if the number of capacitor modules and the amount of information increase, it is necessary to delay the packet transmission cycle. If so, there is a problem that the execution cycle of the control logic 15 is delayed and the actuator 17 cannot be controlled with good response.

この発明は、このような解決すべき課題に対処する有効な手段の提供を目的とする。つまり、蓄電装置状態（キャパシタ状態）を監視しつつ、蓄電装置１０の蓄電量として、サンプリング周期に依存しない、連続的な電圧値を精度よく得られるようにする。   An object of the present invention is to provide an effective means for dealing with such problems to be solved. That is, while monitoring the power storage device state (capacitor state), a continuous voltage value that does not depend on the sampling period can be obtained with high accuracy as the amount of power stored in the power storage device 10.

第１の発明は、電気二重層キャパシタを蓄電要素の単位セルとして複数の単位セルから構成される蓄電装置の電圧測定システムにおいて、前記蓄電装置は、複数の単位セルが複数組に分割され、各組毎に所定容量のキャパシタモジュールを構成するものにあって、前記各キャパシタモジュールと電子制御装置との間にネットワークが構築され、前記電子制御装置は、前記各キャパシタモジュールからネットワークを通してパケットの形で送信される検出情報に含まれる各単位セルの電圧値に基づいてサンプリングしているとき以外の電圧値から前記蓄電装置の総電圧を求めてサンプリング周期ごとにデジタル測定値として出力する手段と、前記蓄電装置とこれに接続される負荷との間を流れる電流のアナログ測定値を出力する手段と、前記電流のアナログ測定値から数学モデルを使って前記蓄電装置の総電圧として連続的な電圧値を出力する手段と、前記サンプリング周期ごとのデジタル測定値を用いて前記連続的な電圧値をキャリブレーションする手段と、を備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a voltage measuring system for a power storage device that includes a plurality of unit cells using an electric double layer capacitor as a unit cell of a power storage element. A capacitor module having a predetermined capacity is formed for each set, and a network is constructed between each capacitor module and the electronic control unit, and the electronic control unit is in the form of a packet from each capacitor module through the network. Means for obtaining the total voltage of the power storage device from a voltage value other than when sampling based on the voltage value of each unit cell included in the transmitted detection information and outputting as a digital measurement value for each sampling period; and Means for outputting an analog measurement value of a current flowing between the power storage device and a load connected thereto; And means for outputting a continuous voltage value as the total voltage of the electric storage device using the mathematical model from the analog measurement values, means for calibrating the continuous voltage value using digital measurement values of each of the sampling periods And.

第２の発明は、第１の発明において、前記数学モデルは、キャパシタの静電容量Ｃの定義式ｉ＝Ｃ（dＶ／dt）からｉを電流のアナログ測定値として電圧Ｖを逆算する式Ｖ＝（１／Ｃ）∫ｉdtであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect , the mathematical model is a formula V that reversely calculates the voltage V from the definition formula i = C (dV / dt) of the capacitance C of the capacitor using i as an analog measurement value of current. = (1 / C) ∫idt .

第３の発明は、第２の発明において、前記キャリブレーションする手段は、前記連続的な電圧値を電圧のデジタル測定値と一致させるべく、Ｖ＝（１／Ｃ）∫ｉdtのＣを補正することを特徴とする。 In a third aspect based on the second aspect, the means for calibrating corrects C of V = (1 / C) ∫idt so that the continuous voltage value coincides with a digital measurement value of voltage. It is characterized by that.

第１の発明においては、電流のアナログ測定値から数学モデルを使って連続的な電圧値が得られるので、蓄電装置の総電圧をサンプリング周期に依存せず高速に精度よく測定することができる。つまり、電子制御装置の制御ロジックの実行周期は、各キャパシタモジュールのパケット送信周期に制約されない。 In the first invention, since a continuous voltage value is obtained from the analog measurement value of the current using a mathematical model, the total voltage of the power storage device can be accurately measured at high speed without depending on the sampling period. That is, the execution cycle of the control logic of the electronic control device is not limited by the packet transmission cycle of each capacitor module.

また、諸種の要因（蓄電要素の温度など）により、実プラントと数学モデルとの間に誤差の生じても、連続的な電圧値は、サンプリング周期ごとに電圧のデジタル測定値を用いてキャリブレーション（校正）されるため、諸種の要因による測定精度の低下を防止することができる。 Further, due to factors Shoshu (such as temperature of the power storage element), even if the error between the actual plant and the mathematical model, a continuous voltage value, the calibration using a digital measurement value of the voltage at each sampling period Since (calibration) is performed, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy due to various factors.

蓄電要素の単位セルとして用いられる電気二重層キャパシタは、出力密度が大きいため、急速充放電用途に用いられることが多いが、そのように電圧が大きく変動する測定対象であっても、蓄電装置の総電圧をサンプリング周期に依存せず高速に精度よく測定することができる。 An electric double layer capacitor used as a unit cell of a power storage element is often used for rapid charge / discharge applications because of its high output density. The total voltage can be measured accurately at high speed without depending on the sampling period.

第２の発明においては、連続的な電圧値は、ｉを電流のアナログ測定値としてＶ＝（１／Ｃ）∫ｉdtから推定されることになる。 In the second invention , the continuous voltage value is estimated from V = (1 / C) ∫idt , where i is an analog measurement value of the current .

第３の発明においては、諸種の要因（電気二重層キャパシタの温度など）による静電容量Ｃを補正することにより、実プラントと数学モデルとの間に誤差が生じるのを防止することができる。 In the third invention , it is possible to prevent an error from occurring between the actual plant and the mathematical model by correcting the capacitance C due to various factors (temperature of the electric double layer capacitor, etc.).

図１は、車両の駆動系にエンジンおよび回転電機（モータジェネレータ）を備えるハイブリッドシステムにおいて、回転電機の電源として車両に搭載される蓄電装置２０の概略構成を表すものである。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a power storage device 20 mounted on a vehicle as a power source of the rotating electrical machine in a hybrid system including an engine and a rotating electrical machine (motor generator) in a vehicle drive system.

蓄電装置２０は、回転電機にインバータを介して接続される。２１はECU（電子制御装置）であり、例えば、蓄電装置２０の蓄電量をパラメータにエンジンの駆動トルクと回転電機の駆動トルクとの分担率を設定する制御マップが格納され、制御マップから蓄電装置２０の蓄電量に応じた各分担率を求め、この分担率およびアクセル操作量（要求駆動トルク）に基づいて、エンジンの出力び回転電機の出力を制御する。   Power storage device 20 is connected to the rotating electrical machine via an inverter. Reference numeral 21 denotes an ECU (Electronic Control Unit), for example, which stores a control map for setting a share ratio between the engine driving torque and the rotating electric machine driving torque with the amount of power stored in the power storage device 20 as a parameter. Each sharing rate corresponding to the amount of stored electricity 20 is obtained, and the engine output and the output of the rotating electrical machine are controlled based on the sharing rate and the accelerator operation amount (required drive torque).

蓄電装置２０の蓄電量が所定値を超える場合、回転電機の分担率＝１（エンジンの分担率＝０）となり、アクセル操作量に相当する要求駆動トルクが回転電機から得られるように回転電機のインバータを制御する。蓄電装置２０の蓄電量が所定値以下の場合、回転電機の分担率＜１（エンジンの分担率＞０）となり、蓄電装置２０の蓄電量の低下に連れて回転電機の分担駆動トルクが小さくなり、それに応じてエンジンの分担駆動トルクが大きくなるようにエンジンの燃料供給装置および回転電機のインバータを制御する。蓄電装置２０の蓄電量の低下により、エンジンの分担率＝１（回転電機の分担率＝０）になると、アクセル操作量に相当する要求駆動トルクがエンジンから得られるようにエンジンの燃料供給装置を制御する。   When the amount of electricity stored in the power storage device 20 exceeds a predetermined value, the ratio of the rotating electrical machine = 1 (engine sharing ratio = 0), so that the required driving torque corresponding to the accelerator operation amount is obtained from the rotating electrical machine. Control the inverter. When the amount of electricity stored in power storage device 20 is equal to or less than a predetermined value, the sharing ratio of the rotating electrical machine <1 (engine sharing rate> 0), and the sharing drive torque of the rotating electrical machine decreases as the storage amount of power storage device 20 decreases. Then, the engine fuel supply device and the inverter of the rotating electrical machine are controlled so that the shared driving torque of the engine increases accordingly. When the engine sharing ratio = 1 (rotary electric machine sharing ratio = 0) due to a decrease in the amount of power stored in the power storage device 20, the engine fuel supply device is adjusted so that the required drive torque corresponding to the accelerator operation amount can be obtained from the engine. Control.

ECU２１は、ブレーキ操作量（要求制動トルク）に基づいて、蓄電装置１０への充電が許容される限り、要求制動トルクに相当する回生制動トルクが回転電機から得られるように回転電機のインバータを制御する一方、回転電機の回生制動トルクで要求制動トルクを賄い切れない場合、不足分の制動トルクが得られるように車輪のメカニカル制動トルクを制御するようになっている。   Based on the brake operation amount (required braking torque), the ECU 21 controls the inverter of the rotating electrical machine so that the regenerative braking torque corresponding to the required braking torque can be obtained from the rotating electrical machine as long as charging of the power storage device 10 is allowed. On the other hand, if the regenerative braking torque of the rotating electrical machine cannot provide the required braking torque, the mechanical braking torque of the wheel is controlled so that the insufficient braking torque can be obtained.

蓄電装置２０は、複数の電気二重層キャパシタC11〜Cmn（以下、キャパシタセルと称する）から構成される。複数のキャパシタセルC11〜Cmnは、複数組に分割され、各組毎に所定容量のキャパシタモジュール１〜Ｆを構成する。ECU２１と各キャパシタモジュール１〜Ｆとの間にネットワーク（LAN）が構築され、各キャパシタモジュール１〜ＦからキャパシタセルC11〜Cmnの電圧や温度などの検出情報がネットワーク上へパケットの形で送信される。   The power storage device 20 includes a plurality of electric double layer capacitors C11 to Cmn (hereinafter referred to as capacitor cells). The plurality of capacitor cells C11 to Cmn are divided into a plurality of sets, and each set constitutes a capacitor module 1 to F having a predetermined capacity. A network (LAN) is constructed between the ECU 21 and each of the capacitor modules 1 to F, and detection information such as voltages and temperatures of the capacitor cells C11 to Cmn is transmitted from the capacitor modules 1 to F to the network in the form of packets. The

ECU２１においては、各キャパシタモジュール１〜Ｆから送信される検出情報に基づいて、蓄電装置１０のキャパシタ状態に異常があるかどうかの判定が行われ、異常が判定されると、蓄電装置１０の放電（回転電機の分担駆動トルク）または充電（回転電機の回生制動トルク）を制限するようになっている。   The ECU 21 determines whether there is an abnormality in the capacitor state of the power storage device 10 based on the detection information transmitted from each of the capacitor modules 1 to F, and when the abnormality is determined, the discharge of the power storage device 10 is performed. (Sharing drive torque of the rotating electrical machine) or charging (regenerative braking torque of the rotating electrical machine) is limited.

蓄電装置２０の総電圧（蓄電装置２０の蓄電量に相応する）を推定するため、蓄電装置２０と回転電機のインバータとの間を流れる電流を検出する手段２２（電流計）が介装され、そのアナログ測定値ianaは、後述のプラントモデルにおいて、連続的な電圧値Vhatに変換され、制御ロジックへ与えられるのである。   In order to estimate the total voltage of the power storage device 20 (corresponding to the amount of power stored in the power storage device 20), a means 22 (ammeter) for detecting a current flowing between the power storage device 20 and the inverter of the rotating electrical machine is interposed. The analog measurement value iana is converted into a continuous voltage value Vhat in a plant model described later, and is given to the control logic.

図２において、２５はECU２１の制御ロジックであり、蓄電装置２０の蓄電量，アクセル操作量またはブレーキ操作量，蓄電装置２０のキャパシタ状態（キャパシタセルの電圧や温度など）に基づいて、回転電機の分担駆動トルクおよびエンジンの分担駆動トルク、または、回転電機の回生制動トルクおよび車輪のメカニカル制動トルク、を既述のように制御する。２７はアクチュエータであり、回転電機のインバータ，エンジンの燃料供給装置，車輪のメカニカルブレーキが含まれる。   In FIG. 2, reference numeral 25 denotes a control logic of the ECU 21. Based on the storage amount of the power storage device 20, the accelerator operation amount or the brake operation amount, and the capacitor state (capacitor cell voltage, temperature, etc.) of the power storage device 20 The shared drive torque and the engine shared drive torque, or the regenerative braking torque of the rotating electrical machine and the mechanical braking torque of the wheels are controlled as described above. An actuator 27 includes an inverter for a rotating electrical machine, a fuel supply device for an engine, and a mechanical brake for a wheel.

実プラント２６（ハイブリッドシステム）の電流計２２のアナログ測定値ianaは、プラントモデル２８において、数学モデルを使って連続的な電圧値Ｖhatに変換される。数学モデルとしては、キャパシタの静電容量Ｃの定義式ｉ＝Ｃ（dＶ／dt）から電圧Ｖを逆算する式Ｖ＝（１／Ｃ）∫ｉdtが設定される。Ｃは蓄電装置の仕様に基づく初期値として予め与えられる。電流ｉとして電流計２２のアナログ測定値ianaが代入され、連続的な電圧値Vhat＝（１／Ｃ）∫iana dtとして出力され、制御ロジック２５は、連続的な電圧値Vhatを用いてアクチュエータ２７を制御する。   The analog measurement value iana of the ammeter 22 of the actual plant 26 (hybrid system) is converted into a continuous voltage value Vhat using a mathematical model in the plant model 28. As a mathematical model, an equation V = (1 / C) ∫idt for back-calculating the voltage V from the defining equation i = C (dV / dt) of the capacitance C of the capacitor is set. C is given in advance as an initial value based on the specifications of the power storage device. The analog measurement value iana of the ammeter 22 is substituted as the current i and output as a continuous voltage value Vhat = (1 / C) Ｃiana dt. The control logic 25 uses the continuous voltage value Vhat to output the actuator 27. To control.

これにより、ECU２１は、電流計２２のアナログ測定値ianaから連続的な電圧値Vhatが得られるため、制御ロジック２５において、サンプリング周期に依存せず、蓄電装置２０の蓄電量に対して、高速に精度よく、アクチュエータ２７を制御することができる。この場合、諸種の要因（キャパシタ状態の温度や経時劣化など）により、実プラント２６と数学モデルとの間に誤差の生じる可能性が考えられるので、プラントモデル２８において、後述の適応ロジックからのキャリブレーション指令に基づいて、数学モデルの静電容量Ｃを補正する機能が備えられる。適応ロジック２９においては、連続的な電圧値Vhatをサンプリング周期ごとに得られるデジタル測定値Vdigと一致させるためのキャリブレーション指令を出力する。つまり、連続的な電圧値Vhatと離散的な測定値Vdigとの差から、これを０とするべく数学モデルのＣの補正量を求め、キャリブレーション指令としてプラントモデル２８へ与えるのである。

As a result, the ECU 21 can obtain a continuous voltage value Vhat from the analog measurement value iana of the ammeter 22, so that the control logic 25 does not depend on the sampling period, and can rapidly The actuator 27 can be controlled with high accuracy. In this case, there is a possibility that an error may occur between the actual plant 26 and the mathematical model due to various factors (temperature of the capacitor state, deterioration with time, etc.). A function for correcting the electrostatic capacitance C of the mathematical model is provided based on the instruction command. The adaptive logic 29 outputs a calibration command for making the continuous voltage value Vhat coincide with the digital measurement value Vdig obtained every sampling period. That is, from the difference between the continuous voltage value Vhat and the discrete measurement value Vdig, the correction amount of C of the mathematical model is obtained so as to make it zero, and is given to the plant model 28 as a calibration command.

これにより、実プラント２６と数学モデルとの誤差が修正され、連続的な電圧値Vhatに基づく蓄電装置２０の総電圧（蓄電装置２０の蓄電量に相応する）の測定精度を高く維持することができる。蓄電装置２０の総電圧としてデジタル測定値Vdigについては、蓄電装置２０のキャパシタ状態が異常かどうかを判定したりするのに各キャパシタセルC11〜Cmnの電圧が検出されるので、実プラント２６において、直列接続のキャパシタセルC21〜C2n，C41〜C4n，…Cm1〜Cmnの電圧を積算して求められる値であり、この積算値Vdigは、蓄電装置２０の総電圧の離散的な実測値として適応ロジック２９へ与えられる。   Thereby, the error between the actual plant 26 and the mathematical model is corrected, and the measurement accuracy of the total voltage of the power storage device 20 (corresponding to the amount of power stored in the power storage device 20) based on the continuous voltage value Vhat can be maintained high. it can. Regarding the digital measurement value Vdig as the total voltage of the power storage device 20, the voltage of each capacitor cell C11 to Cmn is detected to determine whether or not the capacitor state of the power storage device 20 is abnormal. This is a value obtained by integrating the voltages of capacitor cells C21 to C2n, C41 to C4n,... Cm1 to Cmn connected in series. 29.

図３は、蓄電装置２０の総電圧に関するタイムチャートであり、総電圧の実際値Vrealと、サンプリング周期ごとに得られる総電圧のデジタル測定値Vdigと、電流計２２のアナログ測定値ianaから数学モデルを使って求められる連続的な電圧値Vhatと、の関係を例示する。図３において、ｔ軸（時間軸）の「i＋1」〜「i＋3」は、サンプリング周期を表すものである。   FIG. 3 is a time chart relating to the total voltage of the power storage device 20, and a mathematical model based on the actual value Vreal of the total voltage, the digital measurement value Vdig of the total voltage obtained for each sampling period, and the analog measurement value iana of the ammeter 22. The relationship with the continuous voltage value Vhat calculated | required using is illustrated. In FIG. 3, “i + 1” to “i + 3” on the t-axis (time axis) represent sampling periods.

このような電圧測定装置においては、サンプリング周期に依存しない、連続的な電圧値Vhatが得られるので、アクチュエータ２７を蓄電装置２０の蓄電量に対して高速に精度よく制御しえる。また、キャパシタモジュール数や情報量の増加に対しては、アクチュエータ２７の制御精度を確保しつつ、ネットワークのトラフィックを避ける上から、直列接続のキャパシタセルC21〜C2n，C41〜C4n，…Cm1〜Cmnの電圧などをネットワーク上へパケットの形で送信する周期（パケットの送信周期）を遅く設定することができる。また、実プラント２６において、電流計２２およびその信号線を追加する、というハードウエアの変更のみで済むため、コストを低く抑えながら、蓄電装置２０の蓄電量（蓄電装置２０の総電圧）を精度よく測定しえる、という効果が得られる。   In such a voltage measuring device, since a continuous voltage value Vhat that does not depend on the sampling period can be obtained, the actuator 27 can be accurately controlled at high speed with respect to the amount of power stored in the power storage device 20. Further, in order to increase the number of capacitor modules and the amount of information, in order to avoid the network traffic while ensuring the control accuracy of the actuator 27, series connected capacitor cells C21 to C2n, C41 to C4n,... Cm1 to Cmn It is possible to set a slow cycle for transmitting the voltage or the like on the network in the form of a packet (packet transmission cycle). Further, in the actual plant 26, it is only necessary to change the hardware such as adding the ammeter 22 and its signal line, so the power storage amount of the power storage device 20 (total voltage of the power storage device 20) can be accurately controlled while keeping costs low. The effect of being able to measure well is obtained.

この発明は、制御ロジック２５について、前記の実施形態に限定されるものでなく、蓄電装置２０の蓄電量に基づいて、回転電機およびエンジンを制御するハイブリッドシステムの制御ロジックであれば、広く適用可能となる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment with respect to the control logic 25, and can be widely applied as long as it is a control logic of a hybrid system that controls the rotating electrical machine and the engine based on the amount of power stored in the power storage device 20. It becomes.

この発明の実施形態を説明する蓄電装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electrical storage apparatus explaining embodiment of this invention. 同じく制御系の概要を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the outline | summary of a control system similarly. 同じく測定結果を例示する特性図である。It is a characteristic view which similarly illustrates a measurement result. 従来技術を説明する蓄電装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electrical storage apparatus explaining a prior art. 同じく制御系の概要を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the outline | summary of a control system similarly. 同じく測定結果を例示する特性図である。It is a characteristic view which similarly illustrates a measurement result.

符号の説明Explanation of symbols

２０ 蓄電装置
２１ ECU（電子制御装置）
２２ 電流計
２５ 制御ロジック
２６ 実プラント
２７ アクチュエータ
２８ プラントモデル
２９ 適応ロジック 20 power storage device 21 ECU (electronic control unit)
22 Ammeter 25 Control logic 26 Actual plant 27 Actuator 28 Plant model 29 Adaptive logic

Claims (3)

電気二重層キャパシタを蓄電要素の単位セルとして複数の単位セルから構成される蓄電装置の電圧測定システムにおいて、
前記蓄電装置は、複数の単位セルが複数組に分割され、各組毎に所定容量のキャパシタモジュールを構成するものにあって、
前記各キャパシタモジュールと電子制御装置との間にネットワークが構築され、
前記電子制御装置は、前記各キャパシタモジュールからネットワークを通してパケットの形で送信される検出情報に含まれる各単位セルの電圧値に基づいてサンプリングしているとき以外の電圧値から前記蓄電装置の総電圧を求めてサンプリング周期ごとにデジタル測定値として出力する手段と、前記蓄電装置とこれに接続される負荷との間を流れる電流のアナログ測定値を出力する手段と、前記電流のアナログ測定値から数学モデルを使って前記蓄電装置の総電圧として連続的な電圧値を出力する手段と、前記サンプリング周期ごとのデジタル測定値を用いて前記連続的な電圧値をキャリブレーションする手段と、を備える
ことを特徴とする蓄電装置の電圧測定システム。 In the voltage measurement system of the power storage device composed of a plurality of unit cells using the electric double layer capacitor as a unit cell of the power storage element,
In the power storage device, a plurality of unit cells are divided into a plurality of groups, and each unit configures a capacitor module having a predetermined capacity.
A network is constructed between each capacitor module and the electronic control unit,
The electronic control unit is configured to calculate a total voltage of the power storage device from a voltage value other than when sampling based on a voltage value of each unit cell included in detection information transmitted in the form of a packet from each capacitor module through a network. And a means for outputting a digital measurement value for each sampling period, a means for outputting an analog measurement value of a current flowing between the power storage device and a load connected thereto, and a mathematical expression from the analog measurement value of the current Means for outputting a continuous voltage value as a total voltage of the power storage device using a model, and means for calibrating the continuous voltage value using a digital measurement value for each sampling period . A voltage measurement system for a power storage device. 前記数学モデルは、キャパシタの静電容量Ｃの定義式ｉ＝Ｃ（dＶ／dt）からｉを電流のアナログ測定値として電圧Ｖを逆算する式Ｖ＝（１／Ｃ）∫ｉdtであることを特徴とする請求項１に係る蓄電装置の電圧測定システム。   The mathematical model is expressed by the following equation: V = (1 / C) ∫idt, where i is an analog measurement value of current from the definition formula i = C (dV / dt) of the capacitance C of the capacitor. The voltage measurement system for a power storage device according to claim 1. 前記キャリブレーションする手段は、前記連続的な電圧値を電圧のデジタル測定値と一致させるべく、Ｖ＝（１／Ｃ）∫ｉdtのＣを補正することを特徴とする請求項２に係る蓄電装置の電圧測定システム。   3. The power storage device according to claim 2, wherein the calibration unit corrects C of V = (1 / C) ∫idt so that the continuous voltage value coincides with a digital measurement value of voltage. Voltage measurement system.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5298773B2 (en) * 2008-10-30 2013-09-25 パナソニック株式会社 Power storage device
CN102183685A (en) * 2011-03-10 2011-09-14 华北电力大学（保定） Flexible wide area power grid phasor measurement method
CN104316894B (en) * 2014-10-16 2017-10-17 国家电网公司 A kind of realistically displayed method of electric energy meter actual motion environment

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH118940A (en) * 1997-06-16 1999-01-12 Toshiba Battery Co Ltd Battery voltage measuring instrument and charging amount measuring instrument using it
JP2001091606A (en) * 1999-09-28 2001-04-06 Hitachi Ltd Current integrated value detecting device, current value detecting device and battery pack using them
JP2001224138A (en) * 2000-02-07 2001-08-17 Hitachi Ltd Electricity storage device and detecting method for voltage of capacitor
JP2002071726A (en) * 2000-08-28 2002-03-12 Hitachi Ltd Voltage sensor
JP2002101567A (en) * 2000-09-22 2002-04-05 Casio Comput Co Ltd Charging apparatus and method for charge of secondary battery
JP2002223526A (en) * 2001-01-25 2002-08-09 Honda Motor Co Ltd Residue detector for electric dipole layer capacitor
JP2002272009A (en) * 2001-03-08 2002-09-20 Isuzu Motors Ltd Capacitor power supply system, capacitor control unit, and capacitor module
JP4133019B2 (en) * 2002-06-21 2008-08-13 日産ディーゼル工業株式会社 Power storage control device for vehicle
JP4030008B2 (en) * 2002-08-08 2008-01-09 ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 Voltage detection apparatus, voltage detection method, and electronic apparatus
JP2004235100A (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Sanyo Electric Co Ltd Battery pack
EP1721182A1 (en) * 2004-02-25 2006-11-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of estimating the state-of-charge and of the use time left of a rechargeable battery, and apparatus for executing such a method
JP4503361B2 (en) * 2004-06-14 2010-07-14 本田技研工業株式会社 Heating system
JP5102483B2 (en) * 2006-11-29 2012-12-19 プライムアースＥｖエナジー株式会社 Abnormality detection device, abnormality detection method, and abnormality detection program

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